Обоснование параметров машинной технологии уборки листьев табака Текст научной статьи по специальности «Сельское хозяйство, лесное хозяйство, рыбное хозяйство»

При

Ррс =

1 К от J1 J 2

64 К о- См С у Т,3

х рс = 162;;

С Т2 хс = 512- у ;

J,

1_ 2 С у (J 1 + J 2 Т

J 1J 2

Кс =128-

с у т,2

1_

,С у (J 1 + -12 Т

Цс(р) Кос

1

1024 Т;5 р5 + 1024 Т* Р4 + 512Т;3 р3 + + 128Т2 р2 + 16 Тр + 1

ю2( Р) =_8Т_

128Т,4 р4 + 128 Т,3 р3 +

С уТ2

х 64 Т,2р2 +

1_8

СуТ

Л

1_ 2-

16 Т,р

м с( р)

1024 Т;5 р5 + 1024 Т;4 р4 + 512 Т;3 р3 + + 128Т,2 р2 + 16 Тр + 1

К р. =-

Ко

32 К о. Т,

ворота ИОМ» и «момент сопротивления электропри-вода-угол поворота ИОМ» имеют вид

Ф 2 (р)= _± 1 .

и з.(р) = К 0.

32768 Т6р6 + 32768 Т V

16384 Т4р4

Ц -Г 1 ~ Ц -Г 1 —

4096 Т3 р3 + 512Т,2 р2 + 32 Т;р + 1

передаточные функции контура скорости по каналам «задающее напряжение контура скорости-угловая скорость ИОМ» и «момент сопротивления электро-привода-угловая скорость ИОМ» имеют вид

Ф 2 (р)

мс(р)

128

Т

256 Т4р4 + 256 Т3р3 +

С Т 2 1_ 2 СуТ J2

I С Т х 128 Т2р2 + І1 _ 8 у ;

; 0 Jг

32 Тр

J2 32768 Т6р6 + 32768 Т,5р5 +16384 Т,р4 - 4096 Т3р3 + 512 Т2р2 + 32 Т р +1

Передаточная функция по каналу управления «задающее напряжение контура скорости-угловая скорость ИОМ» соответствует эталонной передаточной функции 5-го порядка с постоянной времени Т2 = 16 Тт.

При

передаточные функции контура положения по каналам «задающее напряжение контура положения-угол по-

Передаточная функция по каналу управления «за -дающее напряжение контура положения-угол поворота ИОМ» соответствует эталонной передаточной функции 6-го порядка с постоянной времени

Тз = 32Т.

Предлагаемая САР положения электропривода имеет по сравнению с серийно выпускаемой следующие преимущества: отсутствуют статические ошибки контура скорости и контура положения. Кроме того, скомпенсировано влияние упругости валопровода на динамические процессы в САР положения электропривода.

Внедрение разработанной САР положения электропривода позволит интенсифицировать перемещения ИОМ в оборудовании пищевой промышленности.

ЛИТЕРАТУРА

1. Добробаба Ю.П., Коноплин В.И. Разработка оптимальных по быстродействию первой группы диаграмм перемещения микропозиционных электроприводов с упругими валопроводами // Изв. вузов. Пищевая технология. - 2007. - N° 4. - С. 85-88.

2. Справочник по проектированию автоматизированного электропривода и систем управления технологическими процессами / Под ред. В.И. Круповича, Ю.Г. Барыбина, М.Л. Самовера. - 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Энергоиздат, 1982. - 416 с.

Кафедра электроснабжения промышленных предприятий

Поступила 03.10.07 г.

х

X

J

2

631.358:633.71

ОБОСНОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ МАШИННОМ ТЕХНОЛОГИИ УБОРКИ ЛИСТЬЕВ ТАБАКА

Е.И. ВИНЕВСКИИ, И.И. ДЬЯЧКИН

Всероссийский научно-исследовательский институт табака, махорки и табачных изделий

Уборка листьев табака - один из наиболее трудоемких и сложных технологических процессов в табаководстве, который выполняется вручную. Затраты труда высоки и составляют 500-550 чел • ч/га при уровне механизации 0,5-1,7%.

В конце 1980-х гг. во ВНИИТМТИ разработана машина для уборки листьев табака МТПГ-1М, позволяющая повысить производительность труда при уборке в 10-14 раз. Однако она не получила распространения в табаководстве из-за ряда существенных недостатков. В массе свежеубранных листьев табака машинной уборки встречаются стебли, соцветия, пасынки, содержится от 20 до 50% листьев с механическими повреж-

дениями, основную часть которых составляют незначительные разрывы и потери листовой пластинки. Кроме того, отличительной особенностью листьев табака машинной уборки является их неориентированная укладка. Последующая подготовка к сушке таких листьев табака повышает затраты труда на 15-25%.

Целью оптимизации параметров машинной технологии уборки листьев табака являлось обеспечение требуемого качества и максимальной производительности технологического процесса уборки при наименьшем расходе используемых ресурсов. Для этого был применен многоуровневый системный подход, алгоритм которого представлен на рис. 1: Фпр - природно-производственные факторы; ятехн - количество исследуемых технологий; Ц - планируемая урожайность; Ет'6 и, Е6Р - суммы технологических энергозатрат в расчете на единицу урожая и на единицу площади соответственно; Праст - параметры растений; Р3 - введение новой технологической операции; Спр -приведенные эксплуатационные затраты; Wтс - производительность технического средства; ппр - количество проходов технического средства; Утс - рабочая скорость технического средства; 6рт - удельный расход топлива; Ерэ - удельный расход топливно-энергетических ресурсов; Ст, - снижение стоимости табачного сырья 1-коэффициентом распределения нормативных реакций; Тсхтс - технологическая схема технического средства для уборки табака; ¥бун - оптимальный объем бункера; Отап - минимальный расход топлива; Тво -вспомогательные операции.

Задачи оптимизации на каждом уровне формировались таким образом, чтобы выходные параметры задач

1-й уровень

2-й уровень

3-й уровень

4-й уровень

Рис. 1

оптимизации предшествующих уровней являлись исходными данными для последующих уровней.

Первый уровень оптимизации - выбор и обоснование параметров машинных технологий уборки листьев табака. На этом уровне выбирали лишь энергосберегающие принципы воздействия на урожай табака при выполнении отдельных операций. В качестве критериев оптимизации принимали сумму технологических энергозатрат в расчете на единицу урожая и на единицу площади, а также полноту отделения листьев и их повреждаемость. Результатом оптимизации являлись параметры растений Праст, количество растений траст ^ табака на поле согласно /-й технологии, способ отделения табачного листа от стебля Спотд.

Второй уровень оптимизации предусматривал обоснование наиболее важных параметров машинной технологии (количество проходов технического средства ппр) и режимов работы технического средства (рабочая скорость технического средства Ктс). Исходными входными данными являлись результаты оптимизации 1-го уровня, критериями оптимизации - приведенные эксплуатационные затраты Спр и производительность технического средства ^Ттс.

На третьем уровне оптимизации обосновывали технологическую и компоновочную схемы технического средства для уборки табака. Критериями оптимизации являются снижение стоимости табачного сырья Ст/ при машинной технологии уборки и удельный расход топлива 0рт.

Четвертый уровень оптимизации использовали для обоснования компоновочной схемы энергетического средства, а также оптимизации объема бункера листьев табака Кбун. Критериями оптимизации являлись производительность технического средства Wтс и расход топлива Отаа.

Оптимизацию параметров машинной технологии уборки листьев табака проводили исходя из того, что существует два способа машинного отделения табачного листа от стебля:

ударом «сверху-вниз» (шнековые и барабанно-но -жевые рабочие органы со стеблеудерживающими устройствами);

отдавливанием или срезом «снизу-вверх» (цепочно-пальцевые рабочие органы).

Установлено, что меньшей энергоемкостью обладает способ отделения листьев табака «снизу-вверх».

Одним из важных факторов, влияющих на качественные показатели работы рабочих органов для отделения листьев табака от стебля, являются параметры растений, предназначенных для машинной уборки. Влияние угла наклона стеблей растений на количество поврежденных листьев представлено на рис. 2 (наклон растений, град: 1 - влево, 2 - вперед, 3 - назад). Определено, что допустимый угол наклона стеблей а растений не должен превышать 20°.

Задачей оптимизации на 2-м уровне являлось опре -деление таких параметров машинной технологии уборки табака, при которых приведенные эксплуата-

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Угол наклона, град

Рис. 2

Рис. 3

Вместимость накопителя, кг

Рис. 4

ционные затраты будут наименьшими и при этом ниже, чем при ручной уборке:

Пмаш / < Пручн ® (1)

где Пмаш /, Пручн - приведенные эксплуатационные затраты при /-й ма -шинной технологии и при ручной технологии уборки, р./кг.

Приведенные эксплуатационные затраты при уборке табака складываются из затрат при каждом проходе технического средства

к = /

Пм€щ =6 П1 = П1 + П2 +* +П/ , (2)

к = 1

где П/ - приведенные эксплуатационные затраты при /-м проходе технического средства, р./кг.

Определяли влияние технологий и технологических схем уборки на величину приведенных затрат.

Сравнивали три технологии уборки: ручную, комбинированную и механизированную [1].

Анализ результатов показал, что в настоящих экономических условиях для всех исследуемых ботанических сортов табака при ручной технологии наиболее выгодна технология уборки за 5 проходов; при комбинированной технологии уборки наименьшие приведенные эксплуатационные затраты получены при уборке в 2 прохода - раннеспелый сорт - и в 5 проходов - среднепозднеспелый сорт; машинная технология уборки выгодна при уборке в 5 проходов.

На 3-м уровне оптимизации обосновывали усовершенствованную технологическую схему технического средства для уборки табака, включающую новую технологическую операцию - сепарацию отделенных от стебля листьев табака по степени механических повреждений (рис. 3). Она состоит из следующих элементов: ходовой части ХЧ, листоотделительного аппарата ЛА, системы сепарации СС и систем накопления целых листьев СНц, и частей листьев СНчл; ТП - табачная плантация.

На 4-м уровне оптимизации определяли оптимальную вместимость накопителя листьев табака исходя из условий максимальной эксплуатационной производительности технического средства W, кг/ч, и минимального расхода топлива От, кг/ч. Результаты исследований представлены на рис. 4 (кривые, ломки: 1 - 1-я (5-я), 2 - 2-я, 3 - 3-я, 4 - 4-я). Установлено, что вместимость накопителя не должна превышать 600 кг.

Таким образом, оптимизация параметров машинной технологии уборки листьев табака дала следующие результаты: наименьшей энергоемкостью обладает способ отделения листьев табака «снизу-вверх», допустимый угол наклона стеблей а растений не должен превышать 20°, рациональной технологической схемой машинной уборки листьев табака является уборка за 3 прохода, оптимальная масса накопителя листьев табака должна не превышать 600 кг.

Внедрение научно обоснованной машинной технологии позволит повысить производительность труда при уборке листьев табака до 10 раз и снизить трудоемкость их послеуборочной обработки в 1,3—1,5 раза.

ЛИТЕРАТУРА

1. Виневский Е.И., Дьячкин И.И., Рудомаха В.П., Богомолова Т.И. Технологические схемы уборки табака // Изв. вузов. Пищевая технология. - 2002. - № 5-6. - С. 13-14.

Сектор механизации табаководства

Поступила 19.10.07 г.